[发明专利]马来酸二甲酯的生产方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种马来酸二甲酯的生产方法。

背景技术

马来酸二甲酯是一种重要的有机化工原料，特别是通过催化加氢可用来生产1,4-丁二醇、四氢呋喃和γ-丁内酯，使得马来酸酐和甲醇反应生产马来酸二甲酯的方法受到了极大的关注。这在很多专利中已经进行了详细说明，如US4795824、WO90/08127、US4751334、WO88/00937、US4584419等。

马来酸酐同甲醇反应制备马来酸二甲酯可以用下面的方程式描述。

目前工业生产时，首先在单酯化反应器中马来酸酐和甲醇生成马来酸单甲酯，接着在双酯化反应塔中马来酸单甲酯与甲醇进一步反应得到马来酸二甲酯。由于双酯化催化剂遇马来酸酐较易失活，1~3周就必须更换一块塔盘的催化剂。而更换催化剂会造成塔内压力分布的变化，造成中间塔盘的催化剂向两头集中，加剧了催化剂的磨损引起的损耗，变成粉末从过滤器中漏出，催化剂的消耗量增加15%。此外，更换催化剂也会造成操作不稳定，导致反应塔板上的催化剂会被气相带到上层塔板，或被液相带到下层塔板，从而造成催化剂分布不均匀，影响反应的进行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在催化剂更换频繁，导致操作繁琐、催化剂损耗严重、反应塔板上催化剂分布不均的问题，提供一种新的马来酸二甲酯的生产方法。该方法具有催化剂更换周期长、工程操作简化，催化剂损耗小的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种马来酸二甲酯的生产方法，包括以下步骤：

a）马来酸酐物流1和第一股甲醇物流2进入单酯化反应器R1，反应得到含马来酸单甲酯的物流4；

b）提供双酯化催化蒸馏塔T1；所述双酯化催化蒸馏塔包括上、中、下三段，上段的塔板数为总塔板数的20~30%，中段的塔板数为总塔板数的3~70%，下段的塔板数为总塔板数的10~77%；在中段相邻塔板间的塔壁外设置有至少1个固定床反应器；

c）物流4和第二股甲醇物流3从侧线进入双酯化催化蒸馏塔T1上段，得到含甲醇的塔顶物流5，以及上段精馏流出物流6；

d）物流6进入双酯化催化蒸馏塔T1中段，从中段至少第一层塔板进入至少第一个固定床反应器；反应后，得到流出物7；流出物7进入相邻的下一层塔板，作为下一个固定床反应器的原料Ⅰ，或作为双酯化催化蒸馏塔T1下段的进料Ⅱ；

e）进料Ⅱ进入双酯化催化蒸馏塔T1下段，经催化精馏后，塔釜得到马来酸二甲酯产品9。

上述技术方案中，单酯化反应器R1的操作条件为：反应温度为110~130℃，反应压力为0.85~0.95MPa，马来酸酐与第一股甲醇的重量比为2~3，反应停留时间为0.01~0.09小时。双酯化催化蒸馏塔T1的塔板数为9~35块；塔顶操作温度80~130℃，操作压力0.15~0.25MPa；塔底操作温度160~180℃，操作压力0.2~0.4MPa，反应停留时间为0.02~0.08小时；物流4与第二股甲醇物流3的重量比为1~2；所述固定床反应器的操作条件为：操作压力0.1~0.5MPa，操作温度80~180℃。

双酯化催化蒸馏塔T1的上段和中段塔板上未装载催化剂，下段的塔板上装载有催化剂。双酯化催化蒸馏塔T1中段相邻塔板间的塔壁外设置的固定床反应器的个数优选方案为1~4个。装填在固定床反应器和双酯化催化蒸馏塔T1下段塔板上的催化剂都是双酯化催化剂，其重量比为1.8~2.5。

本发明方法中所述的单酯化反应器R1是列管式反应器，例如采用kettle换热器形式，反应物料走管程，移热物料走壳程；或盘管形式，反应物料走管程，移热物料走壳程。单酯化反应为不可逆反应，不需要催化剂即可迅速进行。

本发明方法中所述的装填固定床反应器和双酯化催化蒸馏塔T1下段塔板上的双酯化催化剂是相同的，可以采用文献CN1030321C “耐高温强酸阳离子交换树脂催化剂制备方法”公开的双酯化催化剂。